 |
Радиационная диагностика в медицине
|
|
|
|
Медицинская радиология – наука, использующая радиацию для получения изображений внутренних органов человека, стала в последние годы важной областью диагностики. Такой раздел, как радиография, использует радиоактивные излучения так же, как обычно используются рентгеновские лучи, для «просвечивания» тела пациента. Однако получаемые в этом случае снимки содержат тонкие радиографические эффекты, требующие для интерпретации специалистов медиков-радиологов, и несут мало информации о функционировании внутренних органов.
Более информативна диагностическая методика, при которой радиоактивное вещество вводится в организм через пищевод или внутривенно, а по регистрируемому его излучению судят о распределении этого вещества в теле человека. Эта методика дает возможность «пометить» больной орган и изучить особенности функционирования. Наиболее часто используемый в этой области медицины радионуклид изотоп технеция-99, излучающий?-кванты с энергией 1-10 кэВ и имеющий период полураспада б часов.
Томографический метол также стал применяться в радиомедицине. Изображение в этом случае получают при помощи камеры (с радиоактивным источником, камера вращается вокруг пациента). В качестве радиоактивного источника, кроме изотопа технеция, в медицине применяют и изотопы, испускающие?-фотоны более низких энергий. Например, изотопы таллия-201 (80 кэВ) и тантала-178 (55–65 кэВ) применяются для снимков сердца, изотоп тал-лия-201 – еще и для получения изображений опухоли, изотоп ксенона-133(80 кэВ) для обследования легких.
К настоящему времени установлено, что радиочувствителъность организма зависит от величины поглощенной дозы и восприимчивости биологического объекта к радиации. Ее оценивают на разных биологических уровнях по-разному.
|
|
|
Радиочувствительность на уровне организма оценивают с помощью параметра Д50/30 – летальной дозы, вызывающей гибель 50% облученных организмов в течение 30 дней после облучения; а на уровне клеток – с помощью дозы, обозначаемой Д37. Дело в том, что радиочувствительность клеток удобнее всего измерять в дозах, при которых на одну клетку в среднем приходится одно По-падание?-кванта или элементарной частицы. Так как акты попадании распределяются случайно, некоторые клетки поражаются дважды или трижды, а другие вообще остаются непораженными. По законам теории вероятности, таких пораженных клеток оказывается 37%. Поэтому Д37 взята за критерий оценки радиочувствительности клеток. Для гибели клеток любых типов в момент определения Д37 примерно одинакова и составляет 1,0 Гр. Чувствительность ин-терфазных (покоящихся) клеток разнообразнее, поэтому Д37 для них варьирует от 0,5 до 3,0 Гр.
Влияние радиации на иммунную систему организма
Каждая система в организме выполняет свои жизненно необходимые функции. Функции иммунной системы распознавание и удаление из организма всего чужеродного: микробов, вирусов, грибков и даже собственных клеток и тканей, если они под действием факторов окружающей среды изменяются и становятся чужеродными. Таким образом, иммунитетом называют способность иммунной системы организма к отторжению чужеродных тел.
Удивительно различной оказалась чувствительность к радиации биологических макромолекул, находящихся и пробирке (вне организма) и в составе живых клеток. Повреждение всего 10-3–10-1 ДНК, практически не улавливаемое вне организма, приводит к катастрофе, если эти макромолекулы находятся в составе живой клетки. Такое различие можно объяснить прежде всего двумя причинами. Во-первых, макромолекулы ДНК, из которых состоят гены, уникальны. Они содержатся в ядре клетки в количестве одной, двух или нескольких копий. Значит, повторяемость их ограничена. Во-вторых, в живой клетке и в целом организме существуют разного рода механизмы, многократно усиливающие первоначальный эффект. Это усиление проявляется, например, при том, что изменение (мутация) всего лишь одного гена в половой клетке в последующем – при оплодотворении ее и созревании плода – воспроизводит эту мутацию во всех клетках организма в форме отклонений в структуре и физиологических функциях.
|
|
|
В настоящее время наиболее полно изучен процесс гибели соматических клеток в результате облучения. Различают две основные разновидности гибели клеток при их контакте с радиацией: репродуктивную (в момент деления клеток) и интерфануюз (в период покоя – между предшествующим и последующим делением). В обоих случаях главная причина гибели клеток кроется в нА-рушении хромосом, а точнее в разрыве молекул ДНК. Каждая хромосома состоит из двух нитей ДНК. В зависимости от мощности радиации разрыв может произойти в одной или обоих нитях ДНК. Единичные разрывы одной нити легко залечиваются (восстанавливаются). Для этого в клетке существует специальная репарационная система с набором восстановительных ферментов. А если происходит одновременный разрыв обеих нитей? В этом случае нити разъединяются, репарация становится невозможной, и клетка, как правило, погибает.
При интенсивном облучении погибают любые делящиеся клетки (репродуктивная гибель), и прежде всего те, которые имеют двухнитевой разрыв ДНК. Интерфазная гибель связана с процессом созревания «покоящихся» клеток и является уделом лишь немногих типов клеток, в число которых входят лимфоциты. Интерфазные клетки погибают быстро – в течение первых суток после облучения. Механизмы ее реализации не до конца изучены. Существует представление, что интерфазная гибель – это ускорение естественной, генетически запрограммированной гибели клеток. Первоначально под влиянием радиации разрушается ДНК, а вслед за этим происходит невосстанавливаемое нарушение целостности клеточных мембран. Такая форма гибели наблюдается не только при радиационном облучении, но и при действии на клетки УФ-лучей.
|
|
|
Таким образом, рассмотренные нами два типа клеточной гибели являют-ся причиной радиационного поражения высших организмов. При этом в связи с гибелью лимфоцитов опустошаются органы иммунной системы поочередно, в два этапа. Раннее опустошение возникает в результате интерфазной гибели. Более, позднее наступает по причине репродуктивной гибели клеток. Репродуктивной гибели подвержены все интенсивно обновляющиеся ткани. В их число входят кроветворная, иммунная, генеративная ткани, слизистые ткани кишечника и т. д. Именно их поражение составляет наибольшую часть патологического процесса, который называют лучевой болезнью.
Лучевая болезнь
Лучевая болезнь – это следствие поражающего действия радиации, возникающей извне или от радионуклидов, попавших внутрь организма.
Различают три степени тяжести лучевой болезни: легкую (1,0– 2,5 Гр), среднюю (2,5–4 Гр) и тяжелую (4–6 Гр). При более высоких дозах развивается крайне тяжелая форма болезни с быстрым развитием и гибелью организма (табл. 1). В связи с этим в развитии лучевой болезни проявляются четыре соответствующих стадии ее проявления.
На первой легкой стадии болезнь начинается исподволь, без жалоб со стороны заболевшего, хотя при медицинском исследовании отмечаются изменения состава крови. Затем появляются жалобы на общее недомогание, слабость, утомляемость, ухудшение аппетита, расстройство сна, сухость и шелушение кожи, ломкость костей, но более закономерными являются изменения крови.
Таблица 1
Шкала биологических последствий при общем облучении организма
Доза (Грей) Биологический эффект
Менее 10-3 Угнетение жизнедеятельности
(2–3) 10-3 Оптимум жизнедеятельности
(2–50) 10-3 Стимуляция жизнедеятельности
(5–10) 10-2 Регистрация мутаций
0,1–0,5 Временная мужская стерильность
0,5–1,0 Нарушение кроветворения, первичные нарушения иммунитета, удвоение мутации, учащение злокачественных образований
1,0–2,5 Легкая стадия протекания лучевой болезни
2,5–4,0 Средняя стадия (сокращение средней продолжительности жизни на 3–9 лет)
|
|
|
4,0–6,0 Тяжелая стадия (костно-мозговая форма лучевой болезни)
6,0–10,0 Кишечная форма лучевой болезни (тяжелое поражение слизистой ткани кишечника, летальный исход через 3–12 дней)
10–100 Церебральная форма лучевой болезни (коматозное состояние, летальный исход через 1–2 часа)
Около 2000 Смерть под лучом
Вторая (средняя) стадия лучевой болезни характеризуется нарастанием всех симптомов первой стадии, которые приобретают более яркое выражение. Больные жалуются на частые головные боли, ухудшение памяти, неприятные ощущения в области сердца, ослабление полового чувства, бессонницу. Появляются подкожные кровоизлияния, кровоточивость десен. Прекращение контакта с радиацией и упорное лечение дают значительное улучшение состояния здоровья. При продолжении контакта заболевание переходит в следующую стадию.
Третья стадия – тяжелая. Она характеризуется прежде всего малообратимыми признаками заболевания. У больного отмечается резкая слабость, апатия, безразличие к окружающему, упорные головные боли с головокружением, тошнота, рвота, резкое снижение памяти и нарушение сна, резко выраженные изменения состава кропи, нередко отмечаются признаки локальных поражений: мелкие кровоизлияния в головной мозг и внутренние органы. Больные нуждаются в постельном режиме. Полное выздоровление не наступает.
Четвертая стадия протекания болезни весьма тяжелая. На месте много-численных кровоизлияний возникают язвы. Сопротивляемость к инфекциям практически отсутствует. Большинство больных погибает.
|
|
|
